JPH0918349A - オーディオ信号の符号化装置及び復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オーディオ信号の伝送において、信号の特徴
点情報を伝送する方式を採用する場合に、聴覚上の特性
を殆ど損なわないで大幅なデータ圧縮が可能になる符号
化装置と、その符号化データを復号する復号化装置を提
供する。 【構成】 符号化装置側が、帯域分割したサブバンド信
号とその帯域中心周波数の±cos関数(−π/２≦角度≦
π/２)との相関関数から相関値を求め、その値が指定閾
値より大きい時間帯におけるサブバンド信号の最大振幅
レベルとその時刻を特徴点情報として、各サブバンド信
号に係る各特徴点情報を多重化して伝送する。復号化装
置側では、前記特徴点を再配置して、前後の特徴点が最
大値及び最小値となる±cos関数(０≦角度≦π)を適用
して補間点を求め、復元した各サブバンド信号を合成し
て原信号を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオーディオ信号の符号化
装置及び復号化装置に係り、オーディオ信号の特質を考
慮した高能率符号化により大幅なデータ圧縮とその符号
化データの復号を可能にし、伝送効率を向上させると共
にストレージメディアの容量節減を実現するための改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、オーディオ信号の符号化に
は、代表的な方式として予測符号化やＡＤＰＣＭ(Adapt
ive Differential Pulse Code Modulation)等の方式が
採用されており、データ圧縮によって伝送効率の向上が
図られている。ここに、予測符号化方式は、過去の幾つ
かの標本値から現在の標本値を予測推定し、真の標本値
と予測値との差(予測誤差)を符号化して伝送する方式で
あり、通常のオーディオ信号について、１標本前の値を
予測値とする単純な差分ＰＣＭでは１標本当たり８〜９
ビット程度の圧縮が可能になる。また、ＡＤＰＣＭ方式
は、前記の差分ＰＣＭに適応ステップ幅を導入し、近傍
の信号の性質に応じて量子化ステップ幅を変化させる方
式であり、圧縮率が更に大きいことから固体録音等の分
野で広く利用されている。しかし、楽音信号のように時
系列変化が大きい信号については予測誤差が大きくな
り、前記の方式では十分な圧縮率が得られない場合が多
い。

【０００３】ところで、オーディオ信号を標本化した場
合に、個々の量子化データの聴覚的な重要度は均一では
ない。即ち、時系列的な振幅変化の極値でより大きな重
要度をもち、振幅が一定に増加したり減少しているとき
には重要度が小さくなる。従って、画像信号の符号化・
復号化に適用されている伝送方式であるが、符号化装置
側で、入力信号の変化の極大値と極小値を特徴点とみな
し、その特徴点の信号レベル情報と時刻情報のみを特徴
点情報として伝送し、復号化装置側で、各特徴点の間を
適当な関数で補間することにより原信号を復元するよう
な方式(特開平6-189288号等に開示)を適用することが考
えられる。尚、具体的には、符号化装置側で、入力信号
を複数のサブバンド信号に分割し、各サブバンド信号に
ついて前記の特徴点の抽出を行い、各サブバンド信号毎
の特徴点情報を多重化して伝送し、復号化装置側で、伝
送信号をサブバンド毎に分別し、特徴点情報に基づいた
時系列的再配置と適当な関数を用いた補間処理を行って
各サブバンド信号を復元し、更に各サブバンド信号を合
成することで復号信号を得ることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の特徴点情報の符
号化・伝送方式は、オーディオ信号の聴覚的な特性を殆
ど損なわずに極値間の重要度の小さいデータによる冗長
性を除去でき、伝送データの大幅な圧縮が可能になるよ
うに思える。しかし、その方式はオーディオ信号の符号
化・復号化には採用されていない。その理由は、画像信
号の場合はフレーム間やフィールド間だけでなく走査線
上の前後の信号の相関性が強いために特徴点の数が少な
くなるが、通常のオーディオ信号は時系列的な信号の相
関性が弱く、特徴点の数が極めて多くなって高能率な符
号化が実現できないからである。即ち、図１６に示すよ
うなサブバンド信号が得られている場合に、特徴点はＰ
n〜Ｐn+10として抽出されるが、聴覚的にはＰn,Ｐn+3,
Ｐn+7,Ｐn+8,Ｐn+11のみが重要性をもち、他のＰn+1,Ｐ
n+2,Ｐn+4,Ｐn+5,Ｐn+6,Ｐn+10は比較的重要度の低いも
のであり、後者の各特徴点情報が伝送データ量を大幅に
増大させることになる。

【０００５】一方、信号の極大値と極小値を特徴点とし
て抽出するという方式自体は、前記のようにオーディオ
信号の特質に適合した方式であるといえる。そして、そ
の方式で十分なデータ圧縮率が得られないのは、聴覚的
に重要でない特徴点の情報まで伝送対象になるからであ
る。そこで、本発明は、各サブバンド信号の特徴点の抽
出に工夫を施し、聴覚上あまり重要でない特徴点を伝送
対象から排除して高能率な符号化を実現し、またその特
徴点情報に基づいて合理的に原信号を復号することが可
能なオーディオ信号の符号化装置及び復号化装置を提供
することを目的として創作された。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、入力オー
ディオ信号を複数のサブバンド信号に分割する帯域分割
手段と、前記帯域分割手段の各分割出力に対応して設け
られ、分割されたサブバンド信号の信号波形から特徴点
を抽出し、各特徴点の信号レベル情報と時刻情報を求め
る各特徴点抽出手段と、前記の各特徴点抽出手段に対応
して設けられ、前記の各特徴点抽出手段が求めた特徴点
情報を量子化する各量子化手段と、前記の各量子化手段
による量子化データを多重化して送信する送信手段を具
備したオーディオ信号の符号化装置において、前記の各
特徴点抽出手段が、サブバンド信号の帯域中心周波数の
三角関数における凸部分とサブバンド信号との相関関数
を演算し、求めた相関値の絶対値が指定閾値より大きい
時間帯におけるサブバンド信号の最大振幅レベルとその
最大振幅レベルに対応する時刻を特徴点情報として符号
化することを特徴としたオーディオ信号の符号化装置に
係る。また、この発明においては、各特徴点抽出手段
が、サブバンド信号の周波数帯域における最大周期内で
特徴点を抽出しなかった場合に、サブバンド信号の基準
レベルと相関値が最大になる時刻を特徴点情報として符
号化するようにしてもよい。更に、特徴点抽出手段が、
特徴点の信号レベル情報とその特徴点の直前に抽出され
た特徴点の間の時間差情報を一組にして符号化する方式
も採用できる。

【０００７】第２の発明は、第１の発明に係るオーディ
オ信号の符号化装置が送信したデータを伝送路を介して
受信する受信手段と、前記受信手段が受信した多重化デ
ータを各サブバンド信号のデータ毎に分別するデータ分
別手段と、前記データ分別手段の各分別出力に対応して
設けられ、各分別データの各特徴点情報をその時刻情報
に基づいて時系列的に再配置する各特徴点再配置手段
と、前記の各特徴点再配置手段に対応して設けられ、再
配置された各特徴点情報を逆量子化する各逆量子化手段
と、前記の各逆量子化手段に対応して設けられ、再配置
された各特徴点の間を前後の特徴点が最大値及び最小値
となる三角関数の増加部分又は減少部分を適用して補間
点を求めることによりサブバンド信号を復元する各補間
・復元手段と、各補間・復元手段で復元されたサブバンド
信号を合成して復号オーディオ信号を出力する信号合成
手段を具備したことを特徴とするオーディオ信号の復号
化装置に係る。

【０００８】

【作用】

第１の発明について；サブバンド信号の基準レベルより
正側に振幅をもつ信号に対してはサブバンド信号の帯域
中心周波数のコサイン関数(但し、−π/２≦角度≦π/
２)又はサイン関数(但し、０≦角度≦π)が適用され、
負側に振幅をもつ信号に対してはそれら三角関数の正負
が逆の関数が適用されて、それぞれサブバンド信号との
相関関数が演算される。そして、相関関数から求められ
る相関値の絶対値が指定閾値より大きいことは、三角関
数の波形との相関性が強いことを意味しており、その条
件が満たされている時間帯におけるサブバンド信号の最
大レベルに相当する点を１個の特徴点とする。即ち、そ
の最大信号レベルとそれに対応した時刻が特徴点情報と
して抽出される。従って、サブバンド信号が基準レベル
から正側又は負側に振幅した区間に複数の極大値や極小
値が存在していても１個の特徴点情報のみが伝送データ
となり、従来の全ての極値を特徴点とする場合と比較し
て大幅なデータ圧縮が可能になる。尚、前記条件下では
特徴点以外の極大値や極小値は聴覚的に重要度をもたな
いため、復号化・再生した際の音質にはそれほど影響が
現れず、また指定閾値の設定の仕方によって特徴点の抽
出数を制御でき、音質への影響を加減できる。

【０００９】ところで、相関関数から求められる相関値
の絶対値が指定閾値以下である場合に、三角関数の波形
との相関性が弱いために特徴点が存在しないとみなすこ
とも可能であるが、特徴点が存在しない時間帯が長くな
った状態では復号した際に原信号に忠実な波形が得られ
なくなる可能性がある。そこで、サブバンド信号の周波
数帯域における最大周期内で特徴点を抽出しなかった場
合に、サブバンド信号の基準レベルと相関値が最大にな
る時刻を擬似的な特徴点情報としておくことにより、少
しでも忠実性を確保させて前記の問題を解消させる。ま
た、特徴点を最大振幅レベル情報とその実時刻情報で表
すと、実時刻情報のデータ量が大きくなるため、時刻情
報を特徴点の直前に抽出された特徴点の間の時間差情報
で表して符号化することが望ましい。

【００１０】第２の発明について；この発明は、第１の
発明の符号化装置に対応した復号化装置に関し、符号化
装置側から伝送路を介して受信した特徴点情報に基づい
て、元のサブバンド信号を如何に復元させるかに特徴が
ある。この発明では、特徴点再配置手段で時系列的に再
配置され、逆量子化手段で逆量子化されている特徴点情
報に基づいて、隣接した特徴点が最大値及び最小値とな
る三角関数の増加部分又は減少部分の補間曲線で結び、
その曲線に沿って補間点を求めている。ここに、前記の
「三角関数の増加部分又は減少部分」とは、サイン関数
(但し、−π／２≦角度≦π／２)又はコサイン関数(但
し、０≦角度≦π)に相当するものである。これは、第
１の発明において三角関数の凸部分とサブバンド信号と
の相関関数を用いて特徴点を求めていることと対応し、
サブバンド信号の周波数帯域における最大周期内で連続
的に特徴点が求められている場合には、良好な補間が合
理的に実現でき、前記の擬似的な特徴点が存在した場合
にも滑らかな変化の補間が可能になる。

【００１１】尚、各発明に所謂「伝送路」は、送信手段と
受信手段の間でリアルタイムに信号が伝送される場合に
限らず、ストレージメディアが介在した場合も含む意味
において用いられる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の「オーディオ信号の符号化装
置及び復号化装置」の一実施例を図１から図１５を用い
て詳細に説明する。先ず、図１は符号化装置及び復号化
装置が伝送路を介して接続されている場合の各装置のブ
ロック回路図を示す。同図において、符号化装置は、入
力されるＰＣＭ信号を３２帯域のサブバンド信号S1〜S3
2に分割する帯域分割フィルタバンク1と、分割された各
サブバンド信号S1〜S32の信号波形の特徴点を抽出して
その情報を符号化する各特徴点抽出回路2-1〜32と、符
号化された各特徴点情報Sc1〜Sc32を量子化する量子化
回路3-1〜32と、量子化された各特徴点情報Dc1〜Dc32を
時分割多重化してビットストリームを構成するマルチプ
レクサ4と、前記のビットストリームを伝送路7側へ送信
する送信回路6と、入力されるＰＣＭ信号を検出して心
理聴覚モデルに基づいて各量子化回路3-1〜32の量子化
ビットの割当て制御を行うビット割当て回路5で構成さ
れている。

【００１３】一方、復号化装置は、符号化装置側から転
送されるビットストリームを伝送路7を介して受信する
受信回路8と、受信したビットストリームを前記の各サ
ブバンドに対応した各特徴点情報Dc1〜Dc32毎に分別す
るデマルチプレクサ9と、分別された各特徴点情報Dc1〜
Dc32の時刻情報に基づいて各特徴点を再配置する各特徴
点再配置回路10-1〜32と、再配置された各特徴点情報を
逆量子化する各逆量子化回路11-1〜32と、逆量子化され
た各特徴点情報に基づいて各特徴点間を補間して復元し
たサブバンド信号S'1〜S'32を作成する各補間・復元回路
12-1〜32と、復元されたサブバンド信号S'1〜S'32を合
成して元のＰＣＭ信号を再生する合成フィルタバンク13
で構成されている。

【００１４】そして、以上の回路構成自体は従来の画像
信号の符号化装置及び復号化装置とほぼ同様であるが、
この実施例は、符号化装置側の各特徴点抽出回路2-1〜3
2における特徴点の抽出方式、及び復号化装置側の各補
間・復元回路12-1〜32における補間方式に特徴があり、
以降、それらの方式を図１６に示した波形のサブバンド
信号について具体的に説明する。

【００１５】先ず、符号化装置側の各特徴点抽出回路2-
1〜32には帯域分割フィルタバンク1で分割されたサブバ
ンド信号S1〜S32が入力されるが、それらの信号S1〜S32
はそれぞれ0〜(1/32)ω,(1/32)ω〜(2/32)ω,・・・,(31/3
2)ω〜ω:[但し、ωは角周波数]の周波数帯域に係るも
のである。そして、各特徴点抽出回路2-1〜32は個別に
ｂ1(t)＝cos(θｔ＋τ)とｂ2(t)＝−cos(θｔ＋τ)のコ
サイン関数をもっている。但し、θは対応するサブバン
ド信号S1〜S32の周波数帯域の中心角周波数に相当し、
θｔは−π/２≦θt≦π/２の範囲であり、コサイン関
数:ｂ1(t)とｂ2(t)はそれぞれ正側と負側の凸関数とし
て定義される。また、τはコサイン関数を時間軸方向へ
移動させる変数であり、サブバンド信号とコサイン関数
の時間差を示すものである。

【００１６】今、図２の実線で示されるように、時間関
数:ａ(t)で表現されるサブバンド信号(図１６と同様の
信号波形)が特徴点抽出回路2-nに入力された場合、図３
に示すように、特徴点抽出回路2-nでは前記の各コサイ
ン関数:ｂ1(t)とｂ2(t)を用いて相関関数:Ｒ1ab(τ)＝
∫ａ(t)・ｂ1(t)dtとＲ2ab(τ)＝∫ａ(t)・ｂ2(t)dtを[−
∞＜ｔ＜∞]の範囲で演算し(実際にはサブバンド信号の
長さで演算する)、τを変化させながらサブバンド信号:
ａ(t)と各コサイン関数:ｂ1(t),ｂ2(t)との相関値を求
める。この場合、時間差τを変数とした各相関関数:Ｒ1
ab(τ),Ｒ2ab(τ)は、図４に示すようにサブバンド信
号:ａ(t)の振幅に対応してほぼ三角波状に変化する。

【００１７】そして、特徴点抽出回路2-nには、予め前
記の相関値の大きさを判断するための閾値:Ｔh,−Ｔhが
設けられており、相関値が各閾値:Ｔh,−Ｔhを超える時
間帯におけるサブバンド信号:ａ(t)の最大値又は最小値
を特徴点として設定する。即ち、前記のコサイン関数:
ｂ1(t),ｂ2(t)とサブバンド信号:ａ(t)の振幅波形との
相関性をみて、一定以上の相関性が得られていることを
条件に１個の特徴点を得るようにしている。従って、そ
のアルゴリズムで前記のサブバンド信号:ａ(t)の各特徴
点を求めると、図２に示すようにサブバンド信号:ａ(t)
の極値:Ｐn,Ｐn+1,Ｐn+3,Ｐn+4が特徴点として得られ、
特徴点抽出回路2-nはそれらの特徴点の信号レベルと時
刻を特徴点情報:(Ｈn,ｔn),(Ｈn+1,ｔn+1),(Ｈn+3,ｔn+
3),(Ｈn+4,ｔn+4)とする。

【００１８】ところで、図２のサブバンド信号:ａ(t)は
時間帯:ｔn+1〜ｔ+3とｔn+4以降においても信号の最大
周期内で正側と負側への振幅がみられるが、図４で示す
ように相関値の絶対値が閾値:Ｔhよりも小さいために特
徴点が得られていない。このような場合に、特徴点が存
在しないとして処理してもよいが、本実施例では、各時
間帯において相関値が最大になっている時刻:ｔn+2,ｔn
+5と０レベルを擬似的な特徴点:Ｐn+2,Ｐn+5として設定
する。従って、特徴点情報は(Ｈn,ｔn),(Ｈn+1,ｔn+1),
(０,ｔn+2),(Ｈn+3,ｔn+3),(Ｈn+4,ｔn+4),(０,ｔn+5)
となる。また、各時刻情報をそのまま用いると冗長度が
大きくなるため、実際には各時刻情報を直前の特徴点と
の時間差として表現し、特徴点情報を(Ｈn,ｔn−ｔn-
1),(Ｈn+1,ｔn+1−ｔn),(０,ｔn+2−ｔn+1),(Ｈn+3,ｔn
+3−ｔn+2),(Ｈn+4,ｔn+4−ｔn+3),(０,ｔn+5−ｔn+4)
として求めておき、それらの各特徴点情報を符号化す
る。

【００１９】そして、符号化された各特徴点情報は量子
化回路3-nで量子化され、マルチプレクサ4で他のサブバ
ンド信号に係る特徴点情報と時分割多重化されたビット
ストリームとなって送信回路6から伝送路7へ送出され
る。ここで、同一のサブバンド信号について、本実施例
のアルゴリズムで求めた図２の特徴点と、極値を特徴点
とする従来のアルゴリズムで求めた図１６の特徴点を比
較すると、本実施例では５個の特徴点Ｐn〜Ｐn+5の情報
のみが伝送対象となるのに対し、図１６の場合には信号
の小さい振幅で生じる極値が全て特徴点Ｐn〜Ｐn+11と
なっているために１１個になり、本実施例の符号化装置
によって大幅なデータ圧縮が実現できることが理解され
る。また、サブバンド信号の小さい振幅での変化はそれ
ほど聴覚的な重要度をもたないため、実際上の再生音質
についての劣化は殆ど発生しない。

【００２０】次に、図１の符号化装置において、原信号
(ＰＣＭ信号)がどのように処理されているかを実際の信
号波形について説明する。先ず、原信号が図５に示すよ
うな信号波形を有している場合、帯域分割フィルタバン
ク1で分割された各サブバンド信号は図６から図９の
(Ａ)に示されるような信号波形になる。但し、ここで
は、例示的に帯域が(31/32)ω〜ω,(20/32)ω〜(21/32)
ω,(10/32)ω〜(11/32)ω,０〜(1/32)ωの各サブバンド
信号が示されている。

【００２１】そして、それらのサブバンドに対応した各
特徴点抽出回路2-32,2-21,2-11,2-1,で抽出された特徴
点は図６から図９の(Ｂ)に示されるような点となる。そ
の特徴点の抽出状態から明らかなように、抽出対象のサ
ブバンド信号が高い周波数帯域になると細かい振幅が含
まれており、極値で特徴点を抽出すると極めて多数の特
徴点が発生してしまうが、図６や図７にみられるよう
に、本実施例の特徴点抽出回路2-nでは振幅をマクロ的
にみてその最大値と最小値のみを特徴点として抽出して
おり、特徴点の数が大幅に削減されている。

【００２２】一方、サブバンド毎に各特徴点情報が符号
化・多重化されたビットストリームを伝送路7を介して受
信した復号化装置では、受信回路8から得られる信号を
デマルチプレクサ9でサブバンド毎の特徴点情報Ｄc1〜
Ｄc32に分別し、各特徴点再配置回路10-1〜32で特徴点
を再配置し、各逆量子化回路11-1〜32で逆量子化した後
に各補間・復元回路12-1〜32でサブバンド信号S'1〜S'32
を復元する。

【００２３】ここでは、補間・復元回路12-nでのアルゴ
リズムを符号化装置側で得られている図２の各特徴点Ｐ
n〜Ｐn+5に適用した場合を例にとって説明する。先ず、
図１０に示されるように再配置された各特徴点Ｐn,Ｐn+
1,Ｐn+2,Ｐn+3,Ｐn+4,Ｐn+5の間を次のコサイン関数,
で定義される曲線で結ぶ。 Ｙx＝＋(Ａx/２)・cos{(π/Ｔx)・[ｔ−(Ｔx/２)]}＋(１/２)・(Ｈx−Ｈx+1)… 但し、[０≦(π/Ｔn)・ｔ≦π，ｘ＝n,n+2,n+4] Ｙx＝−(Ａx/２)・cos{(π/Ｔx)・[ｔ−(Ｔx/２)]}＋(１/２)・(Ｈx−Ｈx+1)… 但し、[０≦(π/Ｔn)・ｔ≦π,ｘ＝n+1,n+3] 即ち、各特徴点が最大値及び最小値となる±コサイン関
数で各特徴点の間を滑らかに予測近似する。その場合、
符号化装置側ではサブバンド信号とコサイン関数の相関
関数を用いて特徴点を求めているため、合理的な補間曲
線を得ることができる。

【００２４】そして、各特徴点Ｐn〜Ｐn+5の間に構成さ
れた前記の補間曲線に基づいて一定周期で補間値を求め
てゆくことによりサブバンド信号S'1〜S'32を復元す
る。ここに、各補間・復元回路12-1〜32で復元されたサ
ブバンド信号S'1〜S'32は符号化装置側の前記アルゴリ
ズムで離散的に抽出された特徴点から復元されたもので
あるため、符号化装置側の帯域分割フィルタ1が分割し
た各サブバンド信号S1〜S32と同一波形にはならない
が、聴覚的に重要度が高い波形部分は全て復元されてい
る。従って、復元したサブバンド信号S'1〜S'32を合成
フィルタバンク13で合成すると、符号化装置側へ入力さ
れたＰＣＭ信号と聴覚的に殆ど同一の性質を有したＰＣ
Ｍ信号が得られる。

【００２５】例えば、上記の図６から図９の(Ｂ)に示し
たような抽出状態で得られている特徴点に基づいてサブ
バンド信号を復元すると、それぞれ図１１から図１４に
示すような信号波形になり、合成フィルタバンク13で合
成された後の復号信号(ＰＣＭ信号)は図１５に示すよう
な信号波形になる。ここで、図５の原信号の波形と図１
５の復号信号の波形を比較してみると、図１５の復号信
号では原信号の細かいレベルでの振幅が無くなっている
が、聴覚的に重要度の高い大きな振幅の信号波形は全て
復元されていることが理解される。従って、本実施例に
よれば、符号化装置側がオーディオ情報を極めて少ない
データ量で復号化装置側へ伝送しながら、復号化装置の
出力を再生した場合に、符号化装置へ入力されたオーデ
ィオ信号を直接再生したときと殆ど変らない音質で再生
できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の「オーディオ信号の符号化装置
及び復号化装置」は、以上の構成を有していることによ
り、次のような効果を奏する。請求項１の発明は、オー
ディオ信号を各サブバンド信号に分割し、各サブバンド
信号の特徴点情報を伝送情報とする符号化装置におい
て、従来の極大・極小値を特徴点として抽出する方式は
特徴点の数が多くなりすぎるためにオーディオ信号に対
して適用できなかったが、サブバンド信号と三角関数の
凸部分の相関関数を用いて特徴点を抽出するようにした
ため、特徴点の数を大幅に少なくしながら聴覚的に重要
度の高い情報を伝送することを可能にし、音質劣化を殆
ど招かないでデータ圧縮による伝送効率の向上やストレ
ージメディアの容量の節減を実現する。また、特徴点の
抽出に際して用いる閾値を変化させることで原信号に対
する復号信号の忠実度を調整でき、オーディオシステム
の仕様に対して簡単に適応させることができるという利
点も有している。請求項２の発明は、サブバンド信号の
帯域における最大周期内で特徴点を抽出しない場合に、
できる限り原信号に近い特徴点を設定するようにし、復
号化装置側でより忠実なサブバンド信号の復元を可能に
する。請求項３の発明は、特徴点情報の内の時刻情報の
冗長度を小さくし、伝送効率の向上とストレージメディ
アの容量の節減を更に促進にする。請求項４の発明は、
前記の各発明の符号化装置に対応させて利用され、特徴
点の間を三角関数の増加部分又は減少部分の曲線で補間
することで、サブバンド信号の合理的で忠実な復元を可
能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の「オーディオ信号の符号化装置及び復
号化装置」の実施例に係る符号化装置と復号化装置が伝
送路を介して接続されている場合の全体的ブロック回路
図である。

【図２】サブバンド信号の信号波形と、その信号とコサ
イン関数の相関関数を適用して得られる各特徴点及び特
徴点が得られない場合の擬似的な特徴点を示すグラフで
ある。

【図３】相関関数の適用態様を示すグラフである。

【図４】サブバンド信号に相関関数を適用して求められ
た相関値の変化状態を示すグラフである。

【図５】符号化装置へ入力される原信号(ＰＣＭ信号)の
信号波形を示すグラフである。

【図６】帯域：(31/32)ω〜ωのサブバンド信号の信号
波形(Ａ)、及びその特徴点の抽出態様(Ｂ)を示すグラフ
である。

【図７】帯域：(20/32)ω〜(21/32)ωのサブバンド信号
の信号波形(Ａ)、及びその特徴点の抽出態様(Ｂ)を示す
グラフである。

【図８】帯域：(10/32)ω〜(11/32)ωのサブバンド信号
の信号波形(Ａ)、及びその特徴点の抽出態様(Ｂ)を示す
グラフである。

【図９】帯域：０〜(1/32)ωのサブバンド信号の信号波
形(Ａ)、及びその特徴点の抽出態様(Ｂ)を示すグラフで
ある。

【図１０】復号化装置側の補間・復元回路における各特
徴点間の補間アルゴリズム示すグラフである。

【図１１】復元された帯域：(31/32)ω〜ωのサブバン
ド信号の信号波形を示すグラフである。

【図１２】復元された帯域：(20/32)ω〜(21/32)ωのサ
ブバンド信号の信号波形を示すグラフである。

【図１３】復元された帯域：(10/32)ω〜(11/32)ωのサ
ブバンド信号の信号波形を示すグラフである。

【図１４】復元された帯域：０〜(1/32)ωのサブバンド
信号の信号波形を示すグラフである。

【図１５】復元した各サブバンド信号を合成した復号信
号の信号波形を示すグラフである。

【図１６】サブバンド信号の極小値及び極大値を特徴点
として抽出する従来方式での特徴点の発生態様を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

1…帯域分割フィルタバンク(帯域分割手段)、2-1〜32…
特徴点抽出回路(特徴点抽出手段)、3-1〜32…量子化回
路(量子化手段)、4…マルチプレクサ(送信手段)、5…ビ
ット割当て回路、6…送信回路(送信手段)、7…伝送路、
8…受信回路(受信手段)、9…デマルチプレクサ(データ
分別手段)、10-1〜32…特徴点再配置回路(特徴点再配置
手段)、11-1〜32…逆量子化回路(逆量子化手段)、12-1
〜32…補間・復元回路(補間・復元手段)、13…合成フィル
タバンク(信号合成手段)。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力オーディオ信号を複数のサブバンド
   信号に分割する帯域分割手段と、前記帯域分割手段の各
   分割出力に対応して設けられ、分割されたサブバンド信
   号の信号波形から特徴点を抽出し、各特徴点の信号レベ
   ル情報と時刻情報を求める各特徴点抽出手段と、前記の
   各特徴点抽出手段に対応して設けられ、前記の各特徴点
   抽出手段が求めた特徴点情報を量子化する各量子化手段
   と、前記の各量子化手段による量子化データを多重化し
   て送信する送信手段を具備したオーディオ信号の符号化
   装置において、前記の各特徴点抽出手段が、サブバンド
   信号の帯域中心周波数の三角関数における凸部分とサブ
   バンド信号との相関関数を演算し、求めた相関値の絶対
   値が指定閾値より大きい時間帯におけるサブバンド信号
   の最大振幅レベルとその最大振幅レベルに対応する時刻
   を特徴点情報として符号化することを特徴としたオーデ
   ィオ信号の符号化装置。
2. 【請求項２】 各特徴点抽出手段が、サブバンド信号の
   周波数帯域における最大周期内で特徴点を抽出しなかっ
   た場合に、サブバンド信号の基準レベルと相関値が最大
   になる時刻を特徴点情報として符号化することとした請
   求項１のオーディオ信号の符号化装置。
3. 【請求項３】 各特徴点抽出手段が、特徴点の信号レベ
   ル情報とその特徴点の直前に抽出された特徴点の間の時
   間差情報を一組にして符号化することとした請求項１又
   は請求項２のオーディオ信号の符号化装置。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２又は請求項３のオー
   ディオ信号の符号化装置が送信したデータを伝送路を介
   して受信する受信手段と、前記受信手段が受信した多重
   化データを各サブバンド信号のデータ毎に分別するデー
   タ分別手段と、前記データ分別手段の各分別出力に対応
   して設けられ、各分別データの各特徴点情報をその時刻
   情報に基づいて時系列的に再配置する各特徴点再配置手
   段と、前記の各特徴点再配置手段に対応して設けられ、
   再配置された各特徴点情報を逆量子化する各逆量子化手
   段と、前記の各逆量子化手段に対応して設けられ、再配
   置された各特徴点の間を前後の特徴点が最大値及び最小
   値となる三角関数の増加部分又は減少部分を適用して補
   間点を求めることによりサブバンド信号を復元する各補
   間・復元手段と、各補間・復元手段で復元されたサブバン
   ド信号を合成して復号オーディオ信号を出力する信号合
   成手段を具備したことを特徴とするオーディオ信号の復
   号化装置。